JP2017169931A - Standing ride type movement device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は立ち乗り型移動装置に関する。 The present invention relates to a standing riding type mobile device.
近年、人の移動を補助するパーソナルモビリティの研究開発が行われている。特許文献1には、駆動装置を搭載した自走式ローラーボードに関する技術が開示されている。特許文献1に開示されている自走式ローラーボードでは、搭乗者の体重移動に応じて停止、前進、後退等の制御を行うことが可能なように構成されている。
In recent years, research and development of personal mobility for assisting human movement has been performed.
特許文献1に開示されている自走式ローラーボードでは、自走式ローラーボードの前後に圧力センサを設け、この圧力センサで検出された圧力に応じて自走式ローラーボードに搭載された駆動装置を制御している。また、自走式ローラーボードの前方には、前輪と機械的に接続された旋回操縦盤が設けられており、この旋回操縦盤を搭乗者が足で回転させて前輪の方向を変えることで、自走式ローラーボードの進行方向を変更している。
In the self-propelled roller board disclosed in
しかしながら、特許文献1に開示されている自走式ローラーボードでは、車輪と旋回操縦盤とが機械的に接続されているため、路面の段差や傾斜が車輪と旋回操縦盤とを介して搭乗者の足に伝わる。このため、自走式ローラーボードに搭乗している搭乗者が体のバランスを崩すおそれがある。また、例えば悪路を走行する際は地面と車輪との間の抵抗が大きくなるため、搭乗者が旋回操縦盤を回転させる際に旋回操縦盤が重くなる。このため、搭乗者が旋回操縦盤を回転させる際に搭乗者が体のバランスを崩し搭乗者の姿勢が不安定になるおそれがある。
However, in the self-propelled roller board disclosed in
上記課題に鑑み本発明の目的は、搭乗者の姿勢を安定させることが可能な立ち乗り型移動装置を提供することである。 In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a standing riding type moving apparatus that can stabilize the posture of a passenger.
本発明にかかる立ち乗り型移動装置は、搭乗者が搭乗するボードと、前記ボードの進行方向の前側および後側の各々の左右にそれぞれ配置された車輪と、前記ボードの進行方向の前側および後側の少なくとも一方の左右にそれぞれ配置された車輪を各々独立に回転駆動する第1および第2の駆動部と、前記ボードに搭乗した搭乗者の重心移動を検出する第1のセンサと、前記ボードの進行方向の前側および後側のうちのいずれか一方に設けられ、鉛直方向に伸びる回転軸を中心に回転可能なステアリングボードと、前記ステアリングボードの回転情報を取得する第2のセンサと、前記第1および第2の駆動部を制御する制御部と、を備える。前記制御部は、前記第1のセンサで検出した前記搭乗者の重心移動に応じて前記第1および第2の駆動部の回転速度を制御して前記ボードの進行方向における速度を制御し、前記第2のセンサで取得した回転情報に応じて前記第1および第2の駆動部の回転速度を各々独立に制御することで前記ボードを前記回転情報と対応する方向に旋回させる。 The standing riding type moving apparatus according to the present invention includes a board on which a passenger is boarded, wheels disposed on the left and right sides of the front side and the rear side of the board in the traveling direction, and the front side and the rear side of the board in the traveling direction. First and second drive units that respectively independently rotate and drive wheels arranged on the left and right sides of the side, a first sensor that detects a center of gravity movement of a passenger on the board, and the board A steering board that is provided on any one of the front side and the rear side in the traveling direction of the vehicle and is rotatable about a rotation axis extending in the vertical direction; a second sensor that acquires rotation information of the steering board; A control unit that controls the first and second drive units. The control unit controls the rotational speed of the first and second drive units according to the movement of the center of gravity of the occupant detected by the first sensor to control the speed in the traveling direction of the board, The board is turned in a direction corresponding to the rotation information by independently controlling the rotation speeds of the first and second drive units according to the rotation information acquired by the second sensor.
本発明にかかる立ち乗り型移動装置では、第2のセンサ(回転センサ)で取得したステアリングボードの回転情報に応じて第1および第2の駆動部の回転速度を各々独立に制御することで、回転情報と対応する方向にボードを旋回させている。このような構成を備える本発明にかかる立ち乗り型移動装置では、ステアリングボードと車輪とを機械的に接続していないので、路面の段差や傾斜が搭乗者の足に伝わることを抑制することができる。また、第2のセンサ(回転センサ)を用いてステアリングボードの回転情報を取得し、この回転情報を用いて第1および第2の駆動部を制御しているので、悪路を走行する場合であてもステアリングボードが重くなることはない。よって、搭乗者が体のバランスを崩すことを抑制することができる。したがって、搭乗者の姿勢を安定させることが可能な立ち乗り型移動装置を提供することができる。 In the standing type moving device according to the present invention, by independently controlling the rotation speeds of the first and second drive units according to the rotation information of the steering board acquired by the second sensor (rotation sensor), The board is turned in the direction corresponding to the rotation information. In the standing type moving apparatus according to the present invention having such a configuration, since the steering board and the wheel are not mechanically connected, it is possible to prevent the road surface step and inclination from being transmitted to the passenger's foot. it can. Further, since the rotation information of the steering board is acquired using the second sensor (rotation sensor), and the first and second drive units are controlled using this rotation information, the vehicle is traveling on a rough road. Even so, the steering board will not be heavy. Therefore, it can suppress that a passenger loses the balance of a body. Therefore, it is possible to provide a standing type moving apparatus that can stabilize the posture of the passenger.
本発明にかかる立ち乗り型移動装置において、前記制御部は、前記第1および第2の駆動部の回転速度が大きくなるに従って、前記ボードの旋回時の回転半径が大きくなるように、前記第1および第2の駆動部を制御してもよい。 In the standing riding type moving apparatus according to the present invention, the control unit is configured to increase the rotation radius when the board turns, as the rotation speeds of the first and second drive units increase. The second drive unit may be controlled.
このように、第1および第2の駆動部の回転速度が大きいほど、つまりボードの速度が速いほど、ボードの旋回時の回転半径を大きくすることで、搭乗者が旋回時の遠心力でボードから振り落とされることを抑制することができる。 Thus, the larger the rotational speed of the first and second drive units, that is, the faster the speed of the board, the larger the turning radius when turning the board, so that the occupant can use the centrifugal force when turning the board. Can be prevented from being shaken off.
本発明にかかる立ち乗り型移動装置において、前記制御部は、前記第1および第2の駆動部の回転速度が所定の回転速度よりも小さい場合、前記第2のセンサで取得した前記ステアリングボードの回転角に対する前記ボードの旋回量が線形的に変化するように、前記第1および第2の駆動部を制御してもよい。 In the standing riding type moving apparatus according to the present invention, the control unit is configured to control the steering board obtained by the second sensor when the rotation speeds of the first and second drive units are lower than a predetermined rotation speed. You may control the said 1st and 2nd drive part so that the turning amount of the said board with respect to a rotation angle may change linearly.
このような制御により、ステアリングボードの回転角に対してボードの回転半径が線型的に変化するので、搭乗者は直感的にボードを所定の方向に旋回させることができる。 Such a control linearly changes the rotation radius of the board with respect to the rotation angle of the steering board, so that the rider can intuitively turn the board in a predetermined direction.
本発明により、搭乗者の姿勢を安定させることが可能な立ち乗り型移動装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a standing type moving apparatus capable of stabilizing the posture of a passenger.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本実施の形態にかかる立ち乗り型移動装置を示す斜視図である。図1に示すように、本実施の形態にかかる立ち乗り型移動装置1は、ボード10、ステアリングボード11、及び車輪16a〜16dを備える。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing a standing type moving apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the standing riding
ボード10は表面が平坦な板状部材で構成されており、ボード10の上面には搭乗者が搭乗する。ボード10の進行方向の前側には、ステアリングボード11が設けられている。なお、本明細書において、ボード10にはステアリングボード11が含まれており、「搭乗者がボード10に搭乗する」とは、搭乗者がボード10およびステアリングボード11の上面に搭乗していることを意味するものとする。具体的には、搭乗者の一方の足がボード10の上面に位置し、他方の足がステアリングボード11の上面に位置している状態を意味する(図2参照)。ボード10の前側および後側の各々の左右には、車輪16a〜16dが配置されている。
The
図2は、本実施の形態にかかる立ち乗り型移動装置の使用例を示す図である。本実施の形態にかかる立ち乗り型移動装置1では、ボード10に搭乗している搭乗者30の前後の重心移動(換言すると、搭乗者の体重移動)に応じて速度を調整することができる。また、ボード10に搭乗している搭乗者30が足31(図2に示す場合は左足)でステアリングボード11を回転させることで、ボード10(立ち乗り型移動装置1)を旋回させることができる。
FIG. 2 is a diagram illustrating a usage example of the standing type moving apparatus according to the present embodiment. In the standing
次に、本実施の形態にかかる立ち乗り型移動装置1の詳細な構成について、図3に示す分解斜視図を用いて説明する。図3に示すように、立ち乗り型移動装置1は、ボード10、ステアリングボード11、回転センサ(第2のセンサ)12、荷重センサ(第1のセンサ)13a〜13d、制御部14、駆動部15a、15b、車輪16a〜16d、サスペンション17a〜17d、フレーム18、及びバッテリ19を備える。
Next, a detailed configuration of the standing
フレーム18は矩形状であり、例えば金属材料を用いて構成することができる。フレーム18の4つの角の下側には車輪16a〜16dがそれぞれ設けられている。また、各々の車輪16a〜16dとフレーム18との間にはサスペンション17a〜17dが設けられている。サスペンション17a〜17dを設けることで、路面から車輪16a〜16dに伝わった振動がフレーム18に伝わることを抑制することができる。図3に示す立ち乗り型移動装置1では、車輪16a、16bは前輪であり、車輪16c、16dは後輪である。
The
各々の車輪16a、16bには、各々の車輪16a、16bを独立に回転駆動する駆動部15a、15bがそれぞれ設けられている。駆動部15a、15bは、例えばモータを用いて構成することができる。また、車輪16c、16dには、鉛直方向と平行な回転軸を中心に回転可能なキャスタを用いることができる。つまり、本実施の形態にかかる立ち乗り型移動装置1では、車輪16a、16bを駆動部15a、15bを用いて各々独立に駆動可能に構成し、且つ車輪16c、16dをキャスタを用いて構成している。よって、駆動部15a、15bの回転速度を各々異なるように制御することで、ボード10(立ち乗り型移動装置1)を左右に旋回させることができる。
Each of the
具体的には、駆動部15a(車輪16a)の回転速度を駆動部15b(車輪16b)の回転速度よりも速くすることで、ボード10を左に旋回させることができる。また、駆動部15b(車輪16b)の回転速度を駆動部15a(車輪16a)の回転速度よりも速くすることで、ボード10を右に旋回させることができる。
Specifically, the
また、車輪16a、16bには減速機を取り付けてもよい。例えば、減速機は遊星歯車を用いて構成することができる。フレーム18には、制御部14およびバッテリ19が取り付けられている。バッテリ19は、制御部14および駆動部15a、15bに電力を供給する。例えば、バッテリ19にはリチウムイオン二次電池を用いることができる。
Moreover, you may attach a reduction gear to
フレーム18の4つの角には荷重センサ13a〜13dが設けられている。つまり、フレーム18にボード10を取り付けた際に、フレーム18とボード10との間に荷重センサ13a〜13dが挟まれるように配置されることで、ボード10の上に搭乗した搭乗者の荷重を検出することができる。換言すると、荷重センサ13a〜13dを用いて搭乗者の重心移動(体重移動)を検出することができる。例えば、荷重センサ13a〜13dには、圧電素子を用いたセンサや歪みゲージを用いたセンサ等を用いることができる。荷重センサ13a〜13dで検出した信号は、制御部14に供給される。
ボード10は、フレーム18の上側に取り付けられる。ボード10の進行方向の前側には、鉛直方向に伸びる回転軸20を中心に回転可能にステアリングボード11が設けられている。つまり、ボード10の進行方向の前側にはステアリングボード11に対応した形状の凹部10aが形成されており、ステアリングボード11はこの凹部10aに回転可能に取り付けられている。
The
ステアリングボード11の下側には、ステアリングボード11の回転情報を取得する回転センサ12が設けられている。回転センサ12で取得された回転情報は制御部14に供給される。例えば、ステアリングボード11の回転情報はステアリングボード11の回転角であり、この場合は、回転センサ12として回転角センサを用いる。
A
また、ステアリングボード11は、ステアリングボード11を回転させた際にトルクが発生するように構成してもよく、この場合は、回転センサ12としてトルクセンサを用いることができる。つまり、この場合はステアリングボード11を回転させるために必要なトルクをトルクセンサを用いて検出することで、ステアリングボード11の回転情報を取得する。例えば、ステアリングボード11にバネ(不図示)を設け、ステアリングボードが中立位置に戻るような力が働くように構成することで、ステアリングボード11を回転させた際にトルクを発生させることができる。
In addition, the steering
次に、図4に示すブロック図を用いて、本実施の形態にかかる立ち乗り型移動装置1のシステム構成について説明する。図4に示すように、荷重センサ13a〜13dで取得された荷重情報は制御部14に供給される。また、回転センサ12で取得されたステアリングボード11の回転情報は制御部14に供給される。制御部14は、荷重センサ13a〜13dおよび回転センサ12で取得した情報を用いて、駆動部15a、15bを制御するための制御信号を生成し、生成した制御信号を駆動部15a、15bに供給する。各々の駆動部15a、15bは、制御部14から供給された制御信号に応じて各々の車輪16a、16bを回転駆動する。
Next, the system configuration of the standing
具体的には、制御部14は、荷重センサ13a〜13dで検出した搭乗者30の重心移動に応じて駆動部15a、15bの回転速度を制御して、ボード10の進行方向における速度を制御する。また、回転センサ12で取得されたステアリングボード11の回転情報に応じて駆動部15a、15bの回転速度を各々独立に制御することで、ボード10を回転情報と対応する方向に旋回させる。
Specifically, the
まず、立ち乗り型移動装置1の加速および減速の動作について具体的に説明する。
制御部14は、荷重センサ13a〜13dで検出した荷重(搭乗者の重心移動に対応)に応じて、駆動部15a、15bの回転速度を制御する。具体的には、前側に配置された荷重センサ13a、13bで検出した荷重の総和をWf、全ての荷重センサ13a〜13dで検出した荷重の総和をWaとすると、ボード10の加速度は次の式で表すことができる。
First, the acceleration and deceleration operations of the standing type
The
加速度=(Wf/Wa−0.5)×k ・・・式1
ここで、Wf/Waは前側にかかる荷重の割合を示している。また、kは任意の係数である。
Acceleration = (W f / W a −0.5) ×
Here, W f / W a indicates the ratio of the load applied to the front side. K is an arbitrary coefficient.
荷重センサ13a、13bで検出した荷重の総和と荷重センサ13c、13dで検出した荷重の総和とが等しい場合、つまり、搭乗者の重心が中心位置である場合は、Wf/Wa=0.5となるので、加速度はゼロになる。
When the total load detected by the
一方、図5、図6に示すように、搭乗者30の右足32よりも左足31に多くの体重がかかっている場合は、搭乗者30の重心がボード10の進行方向前側に移動する。この場合は、荷重センサ13a、13bで検出した荷重の総和が荷重センサ13c、13dで検出した荷重の総和よりも大きくなり、式1のWf/Waの値が0.5よりも大きくなる。よって加速度が正の値となり加速する。このとき、Wfの値が大きくなるほど、加速度は大きくなる。
On the other hand, as shown in FIGS. 5 and 6, when the weight of the
また、図7、図8に示すように、搭乗者30の左足31よりも右足32に多くの体重がかかっている場合は、搭乗者30の重心がボード10の進行方向後側に移動する。この場合は、荷重センサ13c、13dで検出した荷重の総和が荷重センサ13a、13bで検出した荷重の総和よりも大きくなり、式1のWf/Waの値が0.5よりも小さくなる。よって、加速度が負の値となり減速する。このとき、Wfの値が小さくなるほど、加速度は小さくなる。
As shown in FIGS. 7 and 8, when the weight of the
図4に示す制御部14は、ボード10の加速度が上記の式1で求めた加速度となるように、駆動部15a、15bを制御する。例えば、制御部14は、上記の式1で求めた加速度を用いて駆動部15a、15bの目標回転速度を決定し、駆動部15a、15bの回転速度が目標回転速度となるように駆動部15a、15bを制御する。なお、駆動部15a、15bの回転速度は、車輪16a、16bの回転速度と対応している。
The
次に、立ち乗り型移動装置1の旋回動作について具体的に説明する。
図4に示す制御部14は、回転センサ12で取得されたステアリングボード11の回転情報(つまり、中立位置からの回転方向と回転角)に応じて駆動部15a、15bの回転速度を各々独立に制御することで、回転情報と対応する方向にボード10を旋回させる。
Next, the turning operation of the standing
The
具体的には、図9に示すように、搭乗者の左足31で操作されたステアリングボード11の回転方向が左方向の場合、制御部14は、駆動部15a(車輪16a)の回転速度を駆動部15b(車輪16b)の回転速度よりも速くする。これにより、ボード10が左側に旋回する。このときの旋回量はステアリングボード11の回転角に応じて決定される。つまり、ステアリングボード11の回転角が大きくなるほど、ボード10の旋回量が大きくなる。
Specifically, as shown in FIG. 9, when the rotation direction of the steering
また、図10に示すように、搭乗者の左足31で操作されたステアリングボード11の回転方向が右方向の場合、制御部14は、駆動部15b(車輪16b)の回転速度を駆動部15a(車輪16a)の回転速度よりも速くする。これにより、ボード10が右側に旋回する。このときの旋回量はステアリングボード11の回転角に応じて決定される。つまり、ステアリングボード11の回転角が大きくなるほど、ボード10の旋回量が大きくなる。
As shown in FIG. 10, when the rotation direction of the steering
具体的に説明すると、ステアリングボード11の時計回りの回転角をθ(rad)、旋回ゲインをk1(1/s)とした場合、駆動部15a(右側)の回転速度ωR(rad/s)および駆動部15b(左側)の回転速度ωL(rad/s)はそれぞれ次の式2、式3のように表すことができる。
More specifically, assuming that the clockwise rotation angle of the steering
ωR=ω−k1ωθ ・・・式2
ωL=ω+k1ωθ ・・・式3
ω R = ω−k 1 ωθ Equation 2
ω L = ω + k 1 ωθ Equation 3
ここで、ω(rad/s)は、ステアリングボード11を回転させていないとき、すなわち、直進時の駆動部15a、15bの回転速度である。
Here, ω (rad / s) is the rotational speed of the
また、左右の車輪の間隔を2D(m)とすると、旋回時の回転半径R(m)は次のように表すことができる。 If the distance between the left and right wheels is 2D (m), the turning radius R (m) during turning can be expressed as follows.
R=D/(k1・θ) ・・・式4
(ただし、θ≠0)
R = D / (k 1 · θ) Equation 4
(However, θ ≠ 0)
この場合は、式4に示すように、旋回時の回転半径Rは、ステアリングボード11の回転角θのみに応じて決定される(すなわち、式4において変数はθのみである)。つまり、ステアリングボード11の回転角θに対してボード10の旋回量(回転半径Rに対応)が線型的に変化するので、搭乗者は直感的にボード10を所定の方向に旋回させることができる。なお、Rが正の値の場合は右旋回であり、Rが負の値の場合は左旋回である。
In this case, as shown in Expression 4, the turning radius R at the time of turning is determined according to only the rotation angle θ of the steering board 11 (that is, the variable in Expression 4 is only θ). That is, since the turning amount (corresponding to the turning radius R) of the
また、本実施の形態にかかる立ち乗り型移動装置1では、制御部14は、駆動部15a、15bの回転速度が大きくなるに従って(換言すると、ボード10の速度が速くなる従って)、ボード10の旋回時の回転半径が大きくなるように、駆動部15a、15bを制御してもよい。換言すると、制御部14は、駆動部15a、15bの回転速度が大きくなるに従って、ステアリングボード11の回転角に対するボード10の旋回量が小さくなるように、駆動部15a、15bを制御してもよい。
Further, in the standing type
具体的に説明すると、ステアリングボード11の時計回りの回転角をθ(rad)、旋回ゲインをk2(1/s)とした場合、駆動部15a(右側)の回転速度ωR(rad/s)および駆動部15b(左側)の回転速度ωL(rad/s)はそれぞれ次の式5、式6のように表すことができる。
More specifically, assuming that the clockwise rotation angle of the steering
ωR=ω−k2ωθ ・・・式5
ωL=ω+k2ωθ ・・・式6
ω R = ω−k 2 ωθ Formula 5
ω L = ω + k 2 ωθ Equation 6
ここで、ω(rad/s)は、ステアリングボード11を回転させていないとき、すなわち、直進時の駆動部15a、15bの回転速度である。
Here, ω (rad / s) is the rotational speed of the
また、左右の車輪の間隔を2D(m)とすると、旋回時の回転半径R(m)は次のように表すことができる。 If the distance between the left and right wheels is 2D (m), the turning radius R (m) during turning can be expressed as follows.
R=Dω/(k2・θ) ・・・式7
(ただし、θ≠0)
R = Dω / (k 2 · θ) Equation 7
(However, θ ≠ 0)
この場合は、式7に示すように、旋回時の回転半径Rは、ステアリングボード11の回転角θと直進時の駆動部15a、15bの回転速度ωに応じて決定される。つまり、直進時の駆動部15a、15bの回転速度ωが大きいほど回転半径Rが大きくなるので、ボード10の速度が速くなるほど、ボード10の旋回時の回転半径が大きくなる。よって、搭乗者が旋回時の遠心力でボード10から振り落とされることを抑制することができる。
In this case, as shown in Expression 7, the turning radius R at the time of turning is determined according to the rotation angle θ of the steering
また、本実施の形態にかかる立ち乗り型移動装置1では、上記の式2〜式4を用いた制御と上記の式5〜式7を用いた制御とを組み合わせてもよい。つまり、直進時の駆動部15a、15bの回転速度ωが所定の回転速度ω0よりも小さい場合(低速時)は、上記の式2〜式4を用いて駆動部15a、15bを制御し(低速時制御)、直進時の駆動部15a、15bの回転速度ωが所定の回転速度ω0以上の場合(高速時)は、上記の式5〜式7を用いて駆動部15a、15bを制御(高速時制御)してもよい。
In addition, in the standing type
すなわち、低速時(ω<ω0)は、式4に示すように、ステアリングボード11の回転角θに対してボード10の旋回量(回転半径Rに対応)が線型的に変化するので、搭乗者は直感的にボード10の旋回方向を操作することができる。一方、高速時(ω0≦ω)は、式7に示すように、直進時の駆動部15a、15bの回転速度ωが大きいほど回転半径Rが大きくなるので、搭乗者が旋回時の遠心力でボード10から振り落とされることを抑制することができる。なお、ω0の値は任意に決定することができる。
That is, at low speed (ω <ω 0 ), as shown in Equation 4, the turning amount of the board 10 (corresponding to the rotation radius R) changes linearly with respect to the rotation angle θ of the steering
また、低速時制御と高速時制御とを組み合わせて制御する場合は、低速時制御と高速時制御との切り替わりが連続的になるように、旋回ゲインk1と旋回ゲインk2とが下記の式8を満たすようにする必要がある。 Further, when the low speed control and the high speed control are combined and controlled, the turning gain k 1 and the turning gain k 2 are expressed by the following equations so that the switching between the low speed control and the high speed control is continuous. 8 needs to be satisfied.
k2=k1ω0 ・・・式8 k 2 = k 1 ω 0 ... Equation 8
また、上記ではステアリングボード11の回転角θを用いて駆動部15a、15bを制御する場合について説明したが、本実施の形態にかかる立ち乗り型移動装置1では、回転センサ12にトルクセンサを用いた場合についても同様に制御することができる。つまり、回転センサ12にトルクセンサを用いた場合は、トルクセンサで取得したステアリングボード11のトルクT(Nm)と旋回ゲインk3、k4(Nms)とを使用して上記と同様に駆動部15a、15bを制御する。このとき、上記の各々の式におけるθをTに置き換え、旋回ゲインk1、k2(1/s)を旋回ゲインk3、k4(Nms)にそれぞれ置き換える。
In the above description, the
特許文献1に開示されている自走式ローラーボードでは、自走式ローラーボードの前方に設けられた旋回操縦盤を搭乗者が足で回転させて前輪の方向を変えることで、自走式ローラーボードの進行方向を変更している。しかしながら、特許文献1に開示されている自走式ローラーボードでは、車輪と旋回操縦盤とが機械的に接続されているため、路面の段差や傾斜が車輪と旋回操縦盤とを介して搭乗者の足に伝わる。このため、自走式ローラーボードに搭乗している搭乗者が体のバランスを崩すおそれがあった。また、例えば悪路を走行する際は地面と車輪との間の抵抗が大きくなるため、搭乗者が旋回操縦盤を回転させる際に旋回操縦盤が重くなる。このため、搭乗者が旋回操縦盤を回転させる際に搭乗者が体のバランスを崩し搭乗者の姿勢が不安定になるおそれがあった。
In the self-propelled roller board disclosed in
これに対して本実施の形態にかかる立ち乗り型移動装置1では、回転センサ12で取得したステアリングボード11の回転情報に応じて駆動部15a、15bの回転速度を各々独立に制御することで、回転情報と対応する方向にボード10を旋回させている。このような構成を備える本実施の形態にかかる立ち乗り型移動装置1では、ステアリングボード11と車輪16a、16bとを機械的に接続していないので、路面の段差や傾斜が搭乗者の足に伝わることを抑制することができる。また、回転センサ12を用いてステアリングボード11の回転情報を取得し、この回転情報を用いて駆動部15a、15bを制御しているので、悪路を走行する場合であてもステアリングボード11が重くなることはない。よって、搭乗者が体のバランスを崩すことを抑制することができる。したがって、搭乗者の姿勢を安定させることが可能な立ち乗り型移動装置を提供することができる。
On the other hand, in the standing
なお、上記では搭乗者が左足31を前側にして搭乗している場合(図2参照)について説明したが、搭乗者は右足を前側にして搭乗してもよい。この場合は、上記説明の左足と右足とが逆になる。
In the above description, the case where the passenger is riding with the
また、上記ではステアリングボード11をボード10の進行方向の前側に設けた場合(図1参照)について説明した。しかし、本実施の形態にかかる立ち乗り型移動装置1では、ステアリングボード11は、ボード10の進行方向の前側および後側のうちのいずれか一方に設ければよく、例えば、図11に示すように、ボード10の進行方向の後側にステアリングボード11を設けてもよい。
Moreover, the case where the steering
また、上記では前側の車輪16a、16bの各々に駆動部15a、15bを設けた場合(図3参照)について説明した。しかし、本実施の形態にかかる立ち乗り型移動装置1では、駆動部は、ボードの進行方向の前側および後側の少なくとも一方の左右にそれぞれ設けられた車輪に設ければよく、例えば、後側の車輪16c、16dにそれぞれ駆動部を設けてもよい。また、全ての車輪16a〜16dに駆動部を設けてもよい。また、上記では後側の車輪16c、16dにキャスタを用いた場合(図3参照)について説明したが、車輪16c、16dには全方向車輪を用いてもよい。
Moreover, the case where the
また、上記では、4つの荷重センサ13a〜13dを用いて搭乗者の重心移動(体重移動)を検出する場合(図3参照)について説明した。しかし、本実施の形態にかかる立ち乗り型移動装置1では、図12に示すように、ボード10の真ん中に多軸センサ23を1つ設けてもよい。多軸センサ23は、例えば多軸方向(例えば3軸方向)の歪みを検出する力センサを用いて構成することができる。3軸の力センサを使用すると、搭乗者の荷重の前後位置の変化に従い力ベクトルが前後方向に変化するため、重心移動を検出することができる。また、図13に示すように、ボード10の前側および後側にそれぞれ荷重センサ24a、24bを1つずつ設けるようにしてもよい。
In the above description, the case where the center of gravity movement (weight shift) of the occupant is detected using the four
以上、本発明を上記実施の形態に即して説明したが、本発明は上記実施の形態の構成にのみ限定されるものではなく、本願特許請求の範囲の請求項の発明の範囲内で当業者であればなし得る各種変形、修正、組み合わせを含むことは勿論である。 Although the present invention has been described with reference to the above embodiment, the present invention is not limited only to the configuration of the above embodiment, and within the scope of the invention of the claims of the present application. It goes without saying that various modifications, corrections, and combinations that can be made by those skilled in the art are included.
1 立ち乗り型移動装置
10 ボード
11 ステアリングボード
12 回転センサ
13a〜13d 荷重センサ
14 制御部
15a、15b 駆動部
16a〜16d 車輪
17a〜17d サスペンション
18 フレーム
19 バッテリ
20 回転軸
23 多軸センサ
24a、24b 荷重センサ
30 搭乗者
31 左足
32 右足
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記ボードの進行方向の前側および後側の各々の左右にそれぞれ配置された車輪と、
前記ボードの進行方向の前側および後側の少なくとも一方の左右にそれぞれ配置された車輪を各々独立に回転駆動する第1および第2の駆動部と、
前記ボードに搭乗した搭乗者の重心移動を検出する第1のセンサと、
前記ボードの進行方向の前側および後側のうちのいずれか一方に設けられ、鉛直方向に伸びる回転軸を中心に回転可能なステアリングボードと、
前記ステアリングボードの回転情報を取得する第2のセンサと、
前記第1および第2の駆動部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記第1のセンサで検出した前記搭乗者の重心移動に応じて前記第1および第2の駆動部の回転速度を制御して前記ボードの進行方向における速度を制御し、
前記第2のセンサで取得した回転情報に応じて前記第1および第2の駆動部の回転速度を各々独立に制御することで前記ボードを前記回転情報と対応する方向に旋回させる、
立ち乗り型移動装置。 A board on which the passenger boarded,
Wheels respectively disposed on the left and right of the front side and the rear side of the board in the traveling direction;
First and second driving units that respectively independently rotate and drive wheels disposed on the left and right of at least one of the front side and the rear side in the traveling direction of the board;
A first sensor for detecting a center of gravity movement of a passenger who has boarded the board;
A steering board provided on any one of the front side and the rear side in the traveling direction of the board, and rotatable about a rotation axis extending in the vertical direction;
A second sensor for acquiring rotation information of the steering board;
A control unit for controlling the first and second drive units,
The controller is
Controlling the rotational speed of the first and second drive units according to the center of gravity movement of the occupant detected by the first sensor to control the speed in the traveling direction of the board;
Turning the board in a direction corresponding to the rotation information by independently controlling the rotation speeds of the first and second drive units according to the rotation information acquired by the second sensor,
Standing type mobile device.
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